專利名稱:雙效冷卻式電源模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電力半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】。雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，電源模塊主體包括一功率半導(dǎo)體模塊組，電源模塊主體還包括至少兩個風(fēng)機，功率半導(dǎo)體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導(dǎo)體模塊單元，功率半導(dǎo)體模塊單元設(shè)有至少一個功率半導(dǎo)體模塊；功率半導(dǎo)體模塊的一側(cè)壁設(shè)有一水冷模塊，水冷模塊設(shè)有進(jìn)水口、出水口，水冷模塊內(nèi)部設(shè)有金屬管路，金屬管路的一端與進(jìn)水口連通，金屬管路的另一端與出水口聯(lián)通；水冷模塊的進(jìn)水口設(shè)有一PH值調(diào)節(jié)過濾模塊，PH值調(diào)節(jié)過濾模塊包括一PH值調(diào)節(jié)樹脂。本實用新型改良了傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體模塊與風(fēng)機的位置排布，從而提高了散熱效果。本實用新型通過風(fēng)冷與水冷結(jié)合，從而提高冷卻效果。
【專利說明】雙效冷卻式電源模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電源模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]對于電源模塊，散熱情況的好壞直接影響其工作性能，傳統(tǒng)的電源模塊散熱效果并不顯著，風(fēng)機無法實時調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。
[0003]傳統(tǒng)的電源模塊為保證各整流元件有良好的散熱，常規(guī)的風(fēng)冷通常單獨設(shè)置散熱片，造成需要較多的散熱片及較高的安裝成本，不利于整個整流模塊的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，限制了其安裝使用。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型目的在于是提供一種雙效冷卻式電源模塊，以解決上述技術(shù)問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，所述電源模塊主體包括一功率半導(dǎo)體模塊組，其特征在于，所述電源模塊主體還包括至少兩個風(fēng)機，所述功率半導(dǎo)體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導(dǎo)體模塊單元，所述功率半導(dǎo)體模塊單元設(shè)有至少一個功率半導(dǎo)體模塊；
[0007]所述風(fēng)機的個數(shù)等于所述功率半導(dǎo)體模塊單元的個數(shù)，每列所述功率半導(dǎo)體模塊單元的下方均設(shè)有一個所述風(fēng)機，所述風(fēng)機的吹風(fēng)方向朝向所述功率半導(dǎo)體模塊單元；
[0008]所述功率半導(dǎo)體模塊的一側(cè)壁設(shè)有一水冷模塊，所述水冷模塊設(shè)有一進(jìn)水口、一出水口，所述水冷模塊內(nèi)部設(shè)有金屬管路，所述金屬管路的一端與所述進(jìn)水口連通，所述金屬管路的另一端與所述出水口聯(lián)通；
[0009]所述水冷模塊的進(jìn)水口設(shè)有一 PH值調(diào)節(jié)過濾模塊，所述PH值調(diào)節(jié)過濾模塊包括一 PH值調(diào)節(jié)樹脂。
[0010]本實用新型改良了傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體模塊與風(fēng)機的位置排布，從而提高了散熱效果。采用水冷模塊對功率半導(dǎo)體模塊進(jìn)行冷卻，散熱能力較強，允許承載較大的功率。此夕卜，本實用新型通過在傳統(tǒng)的水冷模塊的進(jìn)水口設(shè)有一 PH至調(diào)節(jié)過濾模塊，便于調(diào)節(jié)水冷模塊水流通道內(nèi)的水質(zhì)PH值，防止因為水質(zhì)的PH值而照成對水流模塊內(nèi)的金屬管路的腐蝕，提高水冷模塊的使用壽命。本實用新型通過風(fēng)冷與水冷結(jié)合，從而提高冷卻效果。
[0011 ] 所述風(fēng)機設(shè)有一進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口設(shè)有一空氣過濾模塊，所述空氣過濾模塊包括兩塊電極板，所述兩塊電極板之間夾有一蜂窩狀結(jié)構(gòu)，所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)條氣流通道。
[0012]本實用新型可利用空氣過濾模塊過濾室內(nèi)的細(xì)小顆粒雜質(zhì)物，以進(jìn)一步提高空氣的凈化程度。由于本實用新型將風(fēng)機設(shè)置于下方，而灰塵粉塵因為重力效果，會沉積在風(fēng)機的下方，風(fēng)機工作中，易將沉積的雜質(zhì)空氣吹入，本實用新型通過空氣過濾模塊防止帶有雜質(zhì)的氣體經(jīng)所述風(fēng)機，吹向所述晶閘管，影響其工作。本實用新型利用兩塊電極板形成電場庫侖力，空氣中的雜質(zhì)在庫倫力的作用下，沉積在蜂窩狀結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上。
[0013]至少60%的氣流通道的氣流方向與所述進(jìn)風(fēng)口的氣流方向一致。以減少風(fēng)阻，降低風(fēng)機的能耗。
[0014]所述電極板也可以設(shè)有四個，四個電極板兩兩相對設(shè)置于蜂窩狀結(jié)構(gòu)的四個外壁上。從而提高雜質(zhì)吸附力。
[0015]所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)優(yōu)選由攜帶有用于濾除有害離子的清潔樹脂構(gòu)成。還可以是一多孔式駐極體結(jié)構(gòu)體。
[0016]還包括一貯水裝置，所述進(jìn)水口通過一進(jìn)水管路連接所述貯水裝置；所述進(jìn)水口通過出水管路連接所述貯水裝置；
[0017]在所述進(jìn)水管路和所述出水管路中，至少其中之一設(shè)有水泵。
[0018]進(jìn)水管路與出水管路通過貯水裝置進(jìn)行冷卻水的循環(huán)利用，通過水泵驅(qū)動水流流動。
[0019]所述功率半導(dǎo)體模塊還包括一用于封裝的封裝外殼，所述功率半導(dǎo)體模塊固定在所述封裝外殼內(nèi)；所述封裝外殼內(nèi)嵌有一溫度傳感器，所述溫度傳感器連接一信號處理模塊，所述信號處理模塊連接一變頻器，所述變頻器設(shè)有至少兩個信號輸出端，所述變頻器的至少兩個信號輸出端分別連接所述水泵、所述風(fēng)機。
[0020]本實用新型通過溫度傳感器檢測到功率半導(dǎo)體模塊的溫度，通過變頻器智能的調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速、風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，從而根據(jù)實際情況調(diào)整水冷模塊內(nèi)部的水體流速與風(fēng)機的吹風(fēng)速率。
[0021]所述水冷模塊包括兩個呈板狀的板基體，所述板基體一側(cè)開有與所述金屬管路彎曲情況相匹配的溝槽，所述溝槽的橫截面呈半圓弧狀；
[0022]兩個所述板基體固定連接形成一與所述金屬管路相匹配的容置槽；
[0023]所述溝槽至所述板基體的厚度不大于5mm。
[0024]本實用新型通過水冷模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而便于板基體與金屬管路的可拆卸連接，便于水冷模塊部件的更換，此外，本實用新型通過限定溝槽至所述板基體的厚度在保證冷卻效果的同時，保證板基體對金屬管路的固定。
[0025]所述溝槽的縱截面呈一弧度大于180度的圓弧狀排布于所述板基體一側(cè)。
[0026]本實用新型溝槽的結(jié)構(gòu)可使板基體內(nèi)的循環(huán)水水流通道得到延長，以增強循環(huán)水的作用時間，同時可減小水流阻力。水流在金屬管路內(nèi)流動時，沒有直角型折彎，而采用了圓弧狀，有助于減少水阻。
[0027]所述板基體開有溝槽側(cè)還開有一凹槽，所述凹槽距離所述溝槽不大于5mm。
[0028]本實用新型通過在溝槽側(cè)還設(shè)有一凹槽，兩塊板基體固定連接后，兩塊板基體的凹槽相結(jié)合，形成一制冷空間，溝槽內(nèi)設(shè)有的金屬管路在對功率半導(dǎo)體模塊進(jìn)行制冷時，同時也會對凹槽形成的制冷空間進(jìn)行制冷，同樣的制冷空間也會對功率半導(dǎo)體模塊進(jìn)行制冷。從而提高了制冷模塊的冷卻面積。
[0029]所述凹槽是一圓柱型凹槽，所述凹槽的中心軸線與所述溝槽的中心線處于同一直線上。
[0030]所述進(jìn)水口設(shè)有兩個進(jìn)水子口，分別為第一進(jìn)水口、第二進(jìn)水口，所述第一進(jìn)水口與所述第二進(jìn)水口與所述進(jìn)水口均聯(lián)通，所述第一進(jìn)水口設(shè)有的PH值調(diào)節(jié)過濾模塊是弱酸性陽離子交換樹脂，所述第二進(jìn)水口設(shè)有的PH值調(diào)節(jié)過濾模塊是弱堿性陰離子交換樹月旨;
[0031]所述進(jìn)水管路設(shè)有兩個分支，分別為第一分支、第二分支，所述第一分支與所述第一進(jìn)水口聯(lián)通，所述第二分支與所述第二進(jìn)水口聯(lián)通；
[0032]所述第一分支上設(shè)有第一電磁閥，所述第二分支設(shè)有第二電磁閥；
[0033]所述進(jìn)水管路設(shè)有一總支，所述總支的一端與所述貯水箱聯(lián)通，另一端連接所述分支，所述總支上設(shè)有一 PH傳感器，所述PH傳感器連接一信號處理模塊，所述信號處理模塊連接所述第一電磁閥、所述第二電磁閥。
[0034]本實用新型通過PH傳感器從而檢測進(jìn)水管路上流經(jīng)的水的PH值，根據(jù)PH值的情況，從而途徑不同的PH值調(diào)節(jié)過濾模塊進(jìn)行PH值的調(diào)節(jié)。防止水質(zhì)的酸堿性問題腐蝕金屬管路。

【附圖說明】

[0035]圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本實用新型水冷模塊的板基體的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0037]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0038]參見圖1、圖2，雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，電源模塊主體包括一功率半導(dǎo)體模塊組，電源模塊主體還包括至少兩個風(fēng)機I，功率半導(dǎo)體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導(dǎo)體模塊單元，功率半導(dǎo)體模塊單元設(shè)有至少一個功率半導(dǎo)體模塊2 ;風(fēng)機I的個數(shù)等于功率半導(dǎo)體模塊單元的個數(shù)，每列功率半導(dǎo)體模塊單元的下方均設(shè)有一個風(fēng)機，一個風(fēng)機I的吹風(fēng)方向朝向一個功率半導(dǎo)體模塊單元；風(fēng)機位于功率半導(dǎo)體模塊單元的下方；功率半導(dǎo)體模塊2的一側(cè)壁設(shè)有一水冷模塊，水冷模塊設(shè)有一進(jìn)水口、一出水口，水冷模塊內(nèi)部設(shè)有金屬管路，金屬管路的一端與進(jìn)水口連通，金屬管路的另一端與出水口聯(lián)通；水冷模塊的進(jìn)水口設(shè)有一 PH值調(diào)節(jié)過濾模塊14，PH值調(diào)節(jié)過濾模塊14包括一 PH值調(diào)節(jié)樹脂。本實用新型改良了傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體模塊2與風(fēng)機I的位置排布，從而提高了散熱效果。采用水冷模塊對功率半導(dǎo)體模塊2進(jìn)行冷卻，散熱能力較強，允許承載較大的功率。此外，本實用新型通過在傳統(tǒng)的水冷模塊的進(jìn)水口設(shè)有一 PH至調(diào)節(jié)過濾模塊，便于調(diào)節(jié)水冷模塊水流通道內(nèi)的水質(zhì)PH值，防止因為水質(zhì)的PH值而照成對水流模塊內(nèi)的金屬管路的腐蝕，提高水冷模塊的使用壽命。本實用新型通過風(fēng)冷與水冷結(jié)合，從而提高冷卻效果O
[0039]如圖1，電源模塊主體包括三個風(fēng)機1，六個功率半導(dǎo)體模塊2。
[0040]風(fēng)機I設(shè)有一進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口設(shè)有一空氣過濾模塊，空氣過濾模塊包括兩塊電極板，兩塊電極板之間夾有一蜂窩狀結(jié)構(gòu)，蜂窩狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)條氣流通道。本實用新型可利用空氣過濾模塊過濾室內(nèi)的細(xì)小顆粒雜質(zhì)物，以進(jìn)一步提高空氣的凈化程度。由于本實用新型將風(fēng)機I設(shè)置于下方，而灰塵粉塵因為重力效果，會沉積在風(fēng)機I的下方，風(fēng)機I工作中，易將沉積的雜質(zhì)空氣吹入，本實用新型通過空氣過濾模塊防止帶有雜質(zhì)的氣體經(jīng)風(fēng)機1，吹向晶閘管，影響其工作。本實用新型利用兩塊電極板形成電場庫侖力，空氣中的雜質(zhì)在庫倫力的作用下，沉積在蜂窩狀結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上。兩塊電極板的庫倫力方向優(yōu)選為垂直于氣流通道的氣流方向。
[0041]至少60%的氣流通道的氣流方向與進(jìn)風(fēng)口的氣流方向一致。以減少風(fēng)阻，降低風(fēng)機I的能耗。電極板也可以設(shè)有四個，四個電極板兩兩相對設(shè)置于蜂窩狀結(jié)構(gòu)的四個外壁上。從而提高雜質(zhì)吸附力。蜂窩狀結(jié)構(gòu)優(yōu)選由攜帶有用于濾除有害離子的清潔樹脂構(gòu)成。還可以是一多孔式駐極體結(jié)構(gòu)體。
[0042]還包括一IC水裝置，進(jìn)水口通過一進(jìn)水管路連接IC水裝置；進(jìn)水口通過出水管路連接貯水裝置；在進(jìn)水管路和出水管路中，至少其中之一設(shè)有水泵。進(jìn)水管路與出水管路通過貯水裝置進(jìn)行冷卻水的循環(huán)利用，通過水泵驅(qū)動水流流動。
[0043]功率半導(dǎo)體模塊2還包括一用于封裝的封裝外殼，功率半導(dǎo)體模塊2固定在封裝外殼內(nèi)；封裝外殼內(nèi)嵌有一溫度傳感器，溫度傳感器連接一信號處理模塊，信號處理模塊連接一變頻器，變頻器設(shè)有至少兩個信號輸出端，變頻器的至少兩個信號輸出端分別連接水泵、風(fēng)機I。本實用新型通過溫度傳感器檢測到功率半導(dǎo)體模塊2的溫度，通過變頻器智能的調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速、風(fēng)機I的轉(zhuǎn)速，從而根據(jù)實際情況調(diào)整水冷模塊內(nèi)部的水體流速與風(fēng)機I的吹風(fēng)速率。
[0044]參見圖2，水冷模塊包括兩個呈板狀的板基體11，板基體11 一側(cè)開有與金屬管路彎曲情況相匹配的溝槽12，溝槽12的橫截面呈半圓弧狀；兩個板基體11固定連接形成一與金屬管路相匹配的容置槽；溝槽12至板基體11的厚度不大于5_。本實用新型通過水冷模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而便于板基體11與金屬管路的可拆卸連接，便于水冷模塊部件的更換，此外，本實用新型通過限定溝槽12至板基體11的厚度在保證冷卻效果的同時，保證板基體11對金屬管路的固定。
[0045]溝槽12的縱截面呈弧度大于180度的圓弧狀排布于板基體11 一側(cè)。本實用新型溝槽12的結(jié)構(gòu)可使板基體11內(nèi)的循環(huán)水水流通道得到延長，以增強循環(huán)水的作用時間，同時可減小水流阻力。水流在金屬管路內(nèi)流動時，沒有直角型折彎，而采用了圓弧狀，有助于減少水阻。
[0046]板基體11開有溝槽12側(cè)還開有一凹槽13，凹槽13距離溝槽12不大于5mm。本實用新型通過在溝槽12側(cè)還設(shè)有一凹槽13，兩塊板基體11固定連接后，兩塊板基體11的凹槽13相結(jié)合，形成一制冷空間，溝槽12內(nèi)設(shè)有的金屬管路在對功率半導(dǎo)體模塊2進(jìn)行制冷時，同時也會對凹槽13形成的制冷空間進(jìn)行制冷，同樣的制冷空間也會對功率半導(dǎo)體模塊2進(jìn)行制冷。從而提高了制冷模塊的冷卻面積。
[0047]凹槽13是一圓柱型凹槽13，凹槽13的中心軸線與溝槽12的中心線處于同一直線上。進(jìn)水口設(shè)有兩個進(jìn)水子口，分別為第一進(jìn)水口、第二進(jìn)水口，第一進(jìn)水口與第二進(jìn)水口與進(jìn)水口均聯(lián)通，第一進(jìn)水口設(shè)有的PH值調(diào)節(jié)過濾模塊是弱酸性陽離子交換樹脂，第二進(jìn)水口設(shè)有的PH值調(diào)節(jié)過濾模塊是弱堿性陰離子交換樹脂；進(jìn)水管路設(shè)有兩個分支，分別為第一分支、第二分支，第一分支與第一進(jìn)水口聯(lián)通，第二分支與第二進(jìn)水口聯(lián)通；第一分支上設(shè)有第一電磁閥，第二分支設(shè)有第二電磁閥；進(jìn)水管路設(shè)有一總支，總支的一端與貯水箱聯(lián)通，另一端連接分支，總支上設(shè)有一 PH傳感器，PH傳感器連接一信號處理模塊，信號處理模塊連接第一電磁閥、第二電磁閥。本實用新型通過PH傳感器從而檢測進(jìn)水管路上流經(jīng)的水的PH值，根據(jù)PH值的情況，從而途徑不同的PH值調(diào)節(jié)過濾模塊進(jìn)行PH值的調(diào)節(jié)。防止水質(zhì)的酸堿性問題腐蝕金屬管路。
[0048]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，所述電源模塊主體包括一功率半導(dǎo)體模塊組，其特征在于，所述電源模塊主體還包括至少兩個風(fēng)機，所述功率半導(dǎo)體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導(dǎo)體模塊單元，所述功率半導(dǎo)體模塊單元設(shè)有至少一個功率半導(dǎo)體模塊； 所述風(fēng)機的個數(shù)等于所述功率半導(dǎo)體模塊單元的個數(shù)，每列所述功率半導(dǎo)體模塊單元的下方均設(shè)有一個所述風(fēng)機，所述風(fēng)機的吹風(fēng)方向朝向所述功率半導(dǎo)體模塊單元； 所述功率半導(dǎo)體模塊的一側(cè)壁設(shè)有一水冷模塊，所述水冷模塊設(shè)有一進(jìn)水口、一出水口，所述水冷模塊內(nèi)部設(shè)有金屬管路，所述金屬管路的一端與所述進(jìn)水口連通，所述金屬管路的另一端與所述出水口聯(lián)通； 所述水冷模塊的進(jìn)水口設(shè)有一 PH值調(diào)節(jié)過濾模塊，所述PH值調(diào)節(jié)過濾模塊包括一 PH值調(diào)節(jié)樹脂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效冷卻式電源模塊，其特征在于:所述風(fēng)機設(shè)有一進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口設(shè)有一空氣過濾模塊，所述空氣過濾模塊包括兩塊電極板，所述兩塊電極板之間夾有一蜂窩狀結(jié)構(gòu)，所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)條氣流通道。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效冷卻式電源模塊，其特征在于:還包括一貯水裝置，所述進(jìn)水口通過一進(jìn)水管路連接所述貯水裝置；所述進(jìn)水口通過出水管路連接所述貯水裝置； 在所述進(jìn)水管路和所述出水管路中，至少其中之一設(shè)有水泵。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙效冷卻式電源模塊，其特征在于:所述功率半導(dǎo)體模塊還包括一用于封裝的封裝外殼，所述功率半導(dǎo)體模塊固定在所述封裝外殼內(nèi)；所述封裝外殼內(nèi)嵌有一溫度傳感器，所述溫度傳感器連接一信號處理模塊，所述信號處理模塊連接一變頻器，所述變頻器設(shè)有至少兩個信號輸出端，所述變頻器的至少兩個信號輸出端分別連接所述水泵、所述風(fēng)機。
【文檔編號】H05K7-20GK204290682SQ201420765531
【發(fā)明者】孫強, 王中祿, 湯鳳華 [申請人]上海南泰整流器有限公司